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重庆典型城区冬季碳质气溶胶的污染特征及来源解析

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环境科学 2024年第1期45卷 48-60页

作者：彭超李振亮向英王晓宸汪凌韬张晟翟崇治陈阳杨复沫翟天宇重庆市生态环境科学研究院重庆401147 中国环境科学研究院西南分院重庆401147 城市大气环境综合观测与污染防控重庆市重点实验室重庆401147 中国科学院重庆绿色智能技术研究院重庆400714 四川大学建筑与环境学院成都610065 北京大学环境科学与工程学院北京100871

于2021年1~2月在重庆典型城区万州区(WZ)、渝北区(YB)和双桥区(SQ)同步采集PM_(2.5)样品,分析冬季碳质气溶胶的污染特征、来源及潜在源区.结果表明,观测期间SQ的ρ(PM_(2.5))、ρ(OC)和ρ(EC)均值分别为(72.6±33.3)、(18.2±8.2)和(4.4... 详细信息

于2021年1~2月在重庆典型城区万州区(WZ)、渝北区(YB)和双桥区(SQ)同步采集PM_(2.5)样品,分析冬季碳质气溶胶的污染特征、来源及潜在源区.结果表明,观测期间SQ的ρ(PM_(2.5))、ρ(OC)和ρ(EC)均值分别为(72.6±33.3)、(18.2±8.2)和(4.4±1.7)μg·m^(-3),高于WZ[(67.2±30.3)、(17.2±7.4)和(5.1±2.4)μg·m^(-3)]和YB[(63.4±25.7)、(15.4±6.3)和(4.2±1.9)μg·m^(-3)].与清洁日相比,WZ污染日EC浓度及其对总碳的贡献率均涨幅最大(103.0%和8.1%),但OC/EC值下降最明显(-10.5%),表明WZ污染日碳质气溶胶的一次排放明显增强.观测期间SQ和YB的ρ(SOC)均值分别为(7.7±4.8)μg·m^(-3)和(6.9±2.8)μg·m^(-3),明显高于WZ[(4.5±1.9)μg·m^(-3)],表明二次转化对SQ和YB碳质气溶胶的影响相对较大.此外,与WZ不同,SQ和YB的SOC/OC值整体随PM_(2.5)浓度上升而增大,且SOC浓度与气溶胶液态水含量(AWC)、NO_(2)浓度和NOR值等均显著线性相关(P<0.01),表明通过液相反应生成含—NO_(2)官能团的SOC可能是SQ和YB碳质气溶胶浓度持续上升的主要因素.正定矩阵因子(PMF)解析结果表明,WZ的生物质/煤炭燃烧混合源贡献率(47.4%)明显高于YB(34.2%)和SQ(38.1%),而YB受汽油车排放和二次转化的影响较为突出.浓度权重轨迹分析(CWT)结果表明,各城区污染日碳质气溶胶主要受本地及其东北方向相邻城区(如长寿区)的影响.

关键词：碳质气溶胶污染过程二次有机碳来源解析重庆

基于在线观测的重庆冬季棕碳吸光特性、来源及辐射效应研究:二次转化影响

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中国环境科学 2024年第7期44卷 3553-3562页

作者：邓竞成彭超卢培利李振亮陈阳翟崇治杨复沫田密重庆大学环境与生态学院重庆400045 重庆市生态环境科学研究院重庆401147 中国环境科学研究院西南分院重庆401147 城市大气环境综合观测与污染防控重庆市重点实验室重庆401147 中国科学院重庆绿色智能技术研究院重庆400714 四川大学建筑与环境学院四川成都610065

2023年1月20~2月21日在重庆典型城区开展棕碳气溶胶(BrC)多波段吸光系数的在线观测,分析污染天和清洁天BrC的吸光特性及其环境效应.结果显示,污染天和清洁天PM_(2.5)的AAE值分别为1.58和1.55,表明城区PM_(2.5)中明显存在BrC.观测期间,黑... 详细信息

2023年1月20~2月21日在重庆典型城区开展棕碳气溶胶(BrC)多波段吸光系数的在线观测,分析污染天和清洁天BrC的吸光特性及其环境效应.结果显示,污染天和清洁天PM_(2.5)的AAE值分别为1.58和1.55,表明城区PM_(2.5)中明显存在BrC.观测期间,黑碳(BC)和BrC在370~660nm对PM_(2.5)的吸光贡献分别为58%~90%和10%~42%,表明PM_(2.5)吸光系数主要受BC影响,但BrC的贡献也不容忽视.污染天BrC在370nm的吸光系数σ_BrC(370)[(35.30±8.21)Mm-1]为清洁天[(14.28±7.10)Mm-1]的2.47倍,且其对PM_(2.5)的吸光贡献(10%~42%)也高于清洁天(8%~41%).值得注意的是,污染天AAEBrC值范围为3.2~4.7,整体低于清洁天(3.6~4.9),这可能与不同时段BrC的组分差异有关.基于最小相关系数法(MRS)获取一次棕碳(BrC_(pri))和二次棕碳(BrC_(sec))的吸光系数.污染天和清洁天BrC_(pri)对BrC吸光系数的贡献(74%~80%和57%~74%)均高于BrC_(sec)(20%~26%和26%~43%),但BrC_(pri)的AAE值(3.42和3.08)明显低于相应的AAE(BrC_(sec))(4.22和5.15),这与BrC_(sec)吸光具有较强的波长依赖性有关.此外,σ_BrC_(sec)(370)日变化表明BrC_(sec)生成可能主要受夜间高湿条件下液相反应的影响.BrC相对BC的辐射吸收贡献在短波段较为显著,随着波长范围增加明显减少.污染天BrC_(pri)和BrC_(sec)在370~950nm的辐射吸收贡献分别为24.8%和10.2%,清洁天分别为18.4%和9.8%.潜在源分析(PSCF)结果表明,污染天BrC主要来源于重庆本地排放,清洁天BrC受来自湖南省和贵州省的区域传输影响.

关键词：次棕碳污染天吸光特性辐射吸收重庆

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西南丘陵地区水田湿地磷污染的“源-汇”效应研究

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中国环境监测 2024年

作者：王国泰蒋琼华何国军敖亮黄凌悦范围樊卫国彭水苗族土家族自治县生态环境监测站中国环境科学研究院西南分院重庆市生态环境科学研究院重庆市生态环境监测中心

以重庆市大足区典型水田为研究对象，在冬水田-水稻种植模式下，探究水田湿地的面源污染“源-汇”效应及磷拦截效果。在施肥期（3—5月）、生长期（6—9月）及冬水田期（10—12月及次年1—2月）开展水田田面水和淋溶水磷素浓度原位观测... 详细信息

以重庆市大足区典型水田为研究对象，在冬水田-水稻种植模式下，探究水田湿地的面源污染“源-汇”效应及磷拦截效果。在施肥期（3—5月）、生长期（6—9月）及冬水田期（10—12月及次年1—2月）开展水田田面水和淋溶水磷素浓度原位观测。结果显示：施肥期田面水和淋溶水中的磷素浓度大幅度升高，总磷平均浓度分别为0.20 mg/L和0.12 mg/L，易产生面源污染。生长期田面水中的磷素浓度保持较高水平，总磷平均浓度为0.18 mg/L。此时，田面水流失是面源污染的“源”。生长期淋溶水中的磷素特别是溶解态总磷浓度呈下降趋势，总磷、溶解态总磷浓度分别为0.07、0.02 mg/L。此时，增加水田蓄水量，将田面水转化为淋溶水，能有效控制溶解态总磷的流失。冬水田期田面水和淋溶水中的磷素浓度较低，总磷平均浓度分别为0.09 mg/L和0.03 mg/L。此时，水田成为面源污染的“汇”。因此，在西南丘陵地区，推广建设冬水田蓄积工程能起到控制农业面源污染的作用。

关键词：水田磷面源污染控制雨量淋溶水田面水

基于化学氧化和堆式热脱附技术修复污染土壤的环境足迹分析

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环境工程技术学报 2024年

作者：龚先河王健范例宾灯辉袁胜王明星颜渝森重庆市生态环境科学研究院中国环境科学研究院西南分院重庆市绿色智能环保技术与装备技术创新中心

在“双碳”背景下，我国土壤修复行业不断转向低碳、低能耗、绿色可持续修复技术，修复活动本身所产生的环境足迹受到了广泛关注和重视。采用环境足迹评估工具SiteWiseTM对重庆市某钢铁厂汞和多环芳烃污染场地化学氧化和堆式热脱附修复... 详细信息

在“双碳”背景下，我国土壤修复行业不断转向低碳、低能耗、绿色可持续修复技术，修复活动本身所产生的环境足迹受到了广泛关注和重视。采用环境足迹评估工具SiteWiseTM对重庆市某钢铁厂汞和多环芳烃污染场地化学氧化和堆式热脱附修复全过程的环境足迹进行了定量评价。结果表明：修复3 483 m3污染土壤，共排放温室气体（GHG）990.52 t，消耗能源1.57×107MJ，排放空气污染物4.94×103kg。施工准备阶段的温室气体排放量、能源消耗量、空气污染物排放量占整个工程的6.0%～9.1%；化学氧化阶段的温室气体排放量、能源消耗量、空气污染物排放量的占比约为43.6%～48.1%；化学氧化+堆式热脱附阶段的温室气体排放量、能源消耗量、空气污染物排放量占比约为45.9%～47.5%。化学氧化+堆式热脱附技术相比化学氧化技术的环境影响更大，修复单方量污染土壤的GHG排放量、能源消耗量、空气污染物排放量为化学氧化技术的5.28～5.97倍。案例研究结果显示，材料消耗是对环境足迹贡献度最高的环节，其次为设备使用、运输、废物处理。

关键词：化学氧化堆式热脱附环境足迹温室气体能源消耗空气污染物

宏基因组揭示紫色土中邻苯二甲酸酯去除的微生物学机制

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环境科学 2024年第3期45卷 1830-1839页

作者：李雨桐余海刘坤柏宏成汪军朱正杰重庆市生态环境科学研究院污染场地土壤与地下水环境可持续修复工程技术研究中心重庆401147 中国环境科学研究院西南分院重庆401147 成都大学建筑与土木工程学院成都610106 百色学院农业与食品工程学院百色533000

邻苯二甲酸酯具有内分泌干扰特性,在环境中持久存在,其去除机制备受关注.为探究邻苯二甲酸酯在紫色农田土壤中的去除机制、关键微生物及功能基因,以邻苯二甲酸二正丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)为目标污染物,分别设置含... 详细信息

邻苯二甲酸酯具有内分泌干扰特性,在环境中持久存在,其去除机制备受关注.为探究邻苯二甲酸酯在紫色农田土壤中的去除机制、关键微生物及功能基因,以邻苯二甲酸二正丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)为目标污染物,分别设置含量为0、5、10和20 mg·kg^(-1)的单一污染土壤,避光培养90 d,利用宏基因组技术探究其去除的微生物生态学机制.结果表明,DBP和DEHP在土壤中的降解动态均符合一级动力学降解模型,半衰期介于17.0~38.2 d之间,5 mg·kg^(-1)的DBP降解速率最快,依次快于10 mg·kg^(-1)的DEHP、5 mg·kg^(-1)的DBP、5 mg·kg^(-1)的DEHP以及20 mg·kg^(-1)的DBP和DEHP.第7 d和15 d的土壤样品间细菌群落结构存在显著差异,放线菌门相对丰度随时间不断提升,且与DBP或DEHP半衰期呈反比.物种共现网络分析筛选出变形菌门的Pandoraea属为群落中的关键物种,可以用来指示DBP和DEHP污染程度.KEGG功能注释结果表明,Pandoraea在群落中负责酯键水解、苯甲酸降解、群体感应、ABC转运和双组分系统等功能,可以促进邻苯二甲酸酯上下游降解、细胞通讯和其它降解菌的生长繁殖,以此维持群落结构的稳定.由此可见,紫色土中,DBP和DEHP的去除效率取决于初始含量和自身性质,放线菌门的细菌在降解中扮演重要角色,Pandoraea在促进邻苯二甲酸酯降解和调节降解菌群结构和功能的稳定中均发挥关键作用.

关键词：宏基因组邻苯二甲酸酯(PAEs) 细菌群落网络分析关键物种

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2017~2022年环渤海地区代表性城市臭氧时空分布特征及气象条件的影响

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环境科学 2024年第8期45卷 4398-4410页

作者：安聪纪元元储王辉颜晓宇毕方高锐薛丽坤尚凡一李吉东李红中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 吉林大学地球科学学院长春130061 山东大学环境研究院青岛266237 东营市生态环境局东营257091

近年来环渤海地区城市环境空气臭氧(O_(3))污染问题引起广泛关注.在对2017~2022年环渤海地区代表性城市东营市O_(3)浓度时空分布特征进行分析的基础上,评估了气象因素及海陆风环流对O_(3)浓度的影响.结果表明:(1)2017~2022年,东营市O_(3... 详细信息

近年来环渤海地区城市环境空气臭氧(O_(3))污染问题引起广泛关注.在对2017~2022年环渤海地区代表性城市东营市O_(3)浓度时空分布特征进行分析的基础上,评估了气象因素及海陆风环流对O_(3)浓度的影响.结果表明:(1)2017~2022年,东营市O_(3)年评价值呈波动上升趋势,以O_(3)为首要污染物的污染天数增加.O_(3)污染主要出现在春夏秋三季,其中5~6月最为严重,且O_(3)污染季持续时间变长.O_(3)浓度日最大8 h滑动平均值(MDA8 O_(3))的月际变化呈双峰分布,第5和25百分位数增加明显,空间分布呈现“南北高,中部低”的特征.此外,近年来东营市夜间O_(3)浓度也表现出明显增加的趋势.(2)气象因素对东营市O_(3)浓度变化有较大影响.在温度>30℃、相对湿度西南偏南或东北偏东时易出现O_(3)高值.研究期间东营市气象因素贡献了MDA8 O_(3)变化的30%;在O_(3)中度污染与重度污染的情况下,气象因素对MDA8 O_(3)变化的贡献率可高达40%.(3)海陆风对O_(3)超标日的发生具有一定贡献.海陆风日午后O_(3)浓度比非海陆风日高20μg·m^(-3)左右.在O_(3)中度及重度污染日,海陆风日10:00~16:00的O_(3)浓度比非海陆风日O_(3)浓度高,且20:00~23:00 O_(3)浓度也处于较高水平.可见海陆风能够显著影响沿海地区城市O_(3)浓度,为该地区的O_(3)污染防控带来极大的挑战.建议未来环渤海地区城市进一步加强区域O_(3)污染联防联控联治,加大氮氧化物和挥发性有机物的减排力度,以减少陆风气团中污染物浓度,从而降低海风气团对环渤海地区城市空气质量的影响.

关键词：臭氧(O_(3)) 时空分布特征气象条件海陆风环渤海地区

重庆市工业园区污泥重金属含量分析及生态风险评价

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环境影响评价 2024年第4期46卷 89-96页

作者：袁胜朱红梅范例曾磊宾灯辉甘伟重庆市生态环境科学研究院重庆401336 中国环境科学研究院西南分院重庆401336

本文采集重庆市工业园区89家集中式污水处理厂污泥,对8种主要重金属含量进行分析,并与城镇污泥以及其他地区工业污泥重金属含量进行比较,评价其生态风险,分析重金属含量较高的园区污泥重金属来源。结果表明:各重金属元素(Hg、As、Cd、Pb... 详细信息

本文采集重庆市工业园区89家集中式污水处理厂污泥,对8种主要重金属含量进行分析,并与城镇污泥以及其他地区工业污泥重金属含量进行比较,评价其生态风险,分析重金属含量较高的园区污泥重金属来源。结果表明:各重金属元素(Hg、As、Cd、Pb、Cr、Ni、Cu、Zn)的含量变化范围分别为0.02~18.55、0.04~59.80、1.5~21.85、25~364、2.5~57950、3.65~94509、1.39~18501、10.95~83750 mg∕kg。重庆市工业园区污泥中Hg、As、Cd和Pb的含量低于城镇污泥和其他地区工业污泥,Cr、Ni、Cu、Zn的含量在高百分位值时显著高于城镇污泥中的相应值。生态风险评价结果显示Hg、Zn、Ni、Cu、Cr、Cd在部分污水处理厂中存在不同程度的风险。机械设备制造业、电子设备制造业和金属制品业等行业污泥中重金属含量较高。

关键词：工业园区污泥重金属生态风险评价

黄河金三角地区城市O污染的时空格局演变特征

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环境科学研究 2024年

作者：靳宁王亚俊李丹何亮王成李艳林国家气象中心山西能源学院资源与环境工程系中国环境科学研究院国家黄河流域生态保护和高质量发展联合研究中心中国环境科学研究院水生态环境研究所

黄河金三角地区空气质量的改善是践行黄河流域生态保护和高质量发展的体现，科学认识O3浓度时空演变和污染特征对于该地区大气污染联防联控具有重要意义. 本研究融合地面观测和卫星遥感反演O3浓度数据，采用统计分析、趋势分析及热点分... 详细信息

黄河金三角地区空气质量的改善是践行黄河流域生态保护和高质量发展的体现，科学认识O3浓度时空演变和污染特征对于该地区大气污染联防联控具有重要意义. 本研究融合地面观测和卫星遥感反演O3浓度数据，采用统计分析、趋势分析及热点分析的方法揭示黄河金三角地区O3浓度的年、季节和月尺度以及空间变化特征，探究O3污染等级的变化特征. 结果表明：①黄河金三角地区2015—2022年4个地级市大气中O3浓度呈升高趋势，O3年均浓度表现为运城市(105 μg/m3)>临汾市(103 μg/m3)>三门峡市(97 μg/m3)>渭南市(95 μg/m3). ②O3季均浓度总体表现为夏季(146 μg/m3)>春季(113 μg/m3)>秋季(83 μg/m3)>冬季(59 μg/m3). ③1—12月O3浓度呈现抛物线的变化特征(5—9月份偏高). ④空间分布上，O3浓度最大值和平均值的高值区域主要分布在黄河金三角地区东北到西南方向，低值区域分布在西北和东南方向，O3浓度最小值的空间分布特征与此相反. ⑤黄河金三角地区1—12月O3浓度在北部、中部和南部均呈现高值和低值交替出现的空间聚集特征. NPP/VIIRS-O3聚集区主要分布在该地区北部的5个区县，GDP-O3聚集区零散分布在该地区的7个区县. ⑥2015—2022年黄河金三角地区4个地市O3不同污染等级的天数表现为优良(199 d)>轻度污染(123 d)>中度污染(46 d)>重度污染(7 d)>严重污染(0 d)，优良和轻度污染的天数较多且优良的天数占到50%以上，轻度污染和中度污染出现的天数表现为夏季(77 d)>春季(58 d)>秋季(27 d)>冬季(6 d)，优良的季节性变化特征则正好相反.

关键词：黄河金三角地区 O 污染时空变化特征卫星遥感反演经济影响

黄河金三角地区城市O_(3)污染的时空格局演变特征

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环境科学研究 2024年第3期37卷 502-513页

作者：靳宁王亚俊李丹何亮王成李艳林山西能源学院资源与环境工程系山西晋中030600 中国环境科学研究院水生态环境研究所北京100012 中国环境科学研究院国家黄河流域生态保护和高质量发展联合研究中心北京100012 国家气象中心北京100081

黄河金三角地区空气质量的改善是践行黄河流域生态保护和高质量发展的体现,科学认识O_(3)浓度时空演变和污染特征对于该地区大气污染联防联控具有重要意义.本研究融合地面观测和卫星遥感反演O_(3)浓度数据,采用统计分析、趋势分析及热... 详细信息

黄河金三角地区空气质量的改善是践行黄河流域生态保护和高质量发展的体现,科学认识O_(3)浓度时空演变和污染特征对于该地区大气污染联防联控具有重要意义.本研究融合地面观测和卫星遥感反演O_(3)浓度数据,采用统计分析、趋势分析及热点分析的方法揭示黄河金三角地区O_(3)浓度的年、季节和月尺度以及空间变化特征,探究O_(3)污染等级的变化特征.结果表明:①黄河金三角地区2015−2022年4个地级市大气中O_(3)浓度呈升高趋势,O_(3)年均浓度表现为运城市(105μg/m^(3))>临汾市(103μg/m^(3))>三门峡市(97μg/m^(3))>渭南市(95μg/m^(3)).②O_(3)季均浓度总体表现为夏季(146μg/m^(3))>春季(113μg/m^(3))>秋季(83μg/m^(3))>冬季(59μg/m^(3)).③1−12月O_(3)浓度呈现抛物线的变化特征(5−9月偏高).④空间分布上,O_(3)浓度最大值和平均值的高值区域主要分布在黄河金三角地区东北到西南方向,低值区域分布在西北和东南方向,O_(3)浓度最小值的空间分布特征与此相反.⑤黄河金三角地区1−12月O_(3)浓度在北部、中部和南部均呈现高值和低值交替出现的空间聚集特征.NPP/VIIRS-O_(3)聚集区主要分布在该地区北部的5个区县,GDP-O_(3)聚集区零散分布在该地区的7个区县.⑥2015−2022年黄河金三角地区4个地市O_(3)不同污染等级的天数表现为优良(199 d)>轻度污染(123 d)>中度污染(46 d)>重度污染(7 d)>严重污染(0 d),优良和轻度污染的天数较多且优良的天数占到50%以上,轻度污染和中度污染出现的天数表现为夏季(77 d)>春季(58 d)>秋季(27 d)>冬季(6 d),优良的季节性变化特征则正好相反.研究成果对于揭示黄河金三角地区O_(3)时空演变规律及污染特征,制定科学合理的防治措施具有现实意义.

关键词：黄河金三角地区 O_(3)污染时空变化特征卫星遥感反演经济影响